Qu'est-ce qu'une image numérique ?

Par l'expert WhiteWall Jan-Ole Schmidt

Dans le monde numérique d'aujourd'hui, les images sont omniprésentes. Que ce soit sur les smartphones, les ordinateurs ou sur Internet, les images numériques jouent un rôle central dans la communication et la vie quotidienne. Mais qu'est-ce qu'une image numérique exactement et sur quelles bases techniques repose-t-elle ? Cet article donne un aperçu complet du sujet et explique les principaux aspects tels que la création d'une image numérique, la résolution, les pixels, la taille de l'image, les PPI et DPI .

Images numériques : Une introduction aux principes de base

Une image numérique est essentiellement une représentation visuelle d'informations sous une forme qui peut être traitée et affichée par des ordinateurs, des smartphones et d'autres appareils numériques. Contrairement aux images analogiques, telles que les photographies sur papier ou les peintures sur toile, les images numériques sont constituées d'une matrice de minuscules pixels carrés, appelés pixels (abréviation de "Picture Element"). Ces pixels sont les plus petits composants d'une image numérique et ont une grande influence sur sa qualité, ses détails et sa netteté.

Comment créer une image numérique

Une image numérique est généralement créée à l'aide d'un appareil photo numérique, d'un scanner ou de tout autre dispositif de capture d'image . Ces appareils capturent la lumière réfléchie par une scène ou un document à numériser et la convertissent en signaux électroniques. Dans le cas d'un appareil photo, par exemple, la lumière traverse l'objectif et atteint un capteur d'image (aujourd'hui, il s'agit généralement d'un capteur CMOS, mais autrefois, il s'agissait aussi d'un capteur CCD). Le capteur est composé de millions de pixels (mégapixels) , sur lesquels la lumière est reçue par des photodiodes sensibles à la lumière et convertie en signaux électriques.

La plupart des capteurs d'image sont monochromatiques et ne capturent que des informations de luminosité. Pour capturer les informations de couleur, le capteur est recouvert d'une matrice de filtres colorés Bayer ou d'un autre filtre à mosaïque de couleurs qui fournit aux pixels des filtres colorés rouges, verts et bleus (RVB). En combinaison avec les informations de luminosité, le capteur peut ainsi reproduire les couleurs à différentes intensités afin d'afficher un large spectre de couleurs. Cela se fait déjà dans la caméra ou plus tard dans un logiciel de traitement d'image. L'ensemble des pixels constitue finalement l'image visible.

Les images numériques ne résultent pas seulement de la capture de scènes réelles à l'aide de capteurs d'appareils photo ou de scanners, mais peuvent également être créées de manière entièrement virtuelle. Les dessins numériques sont créés à l'aide de tablettes graphiques ou de logiciels de dessin tels qu'Adobe Fresco ou Procreate, et l'artiste a un contrôle total sur la forme, la couleur et la texture. Le rendu 3D consiste à créer des images en calculant des modèles virtuels à l'aide de logiciels 3D. La lumière, les ombres et les matériaux sont alors simulés afin d'obtenir des résultats photoréalistes ou stylisés. Une autre méthode est la génération par intelligence artificielle (IA), qui crée des images entièrement nouvelles sur la base d'algorithmes et de données prédéfinies. Des systèmes d'IA comme DALL-E ou Stable Diffusion peuvent générer des images numériques créatives et souvent surprenantes à partir de descriptions textuelles ou de modèles prédéfinis. Ces approches ouvrent de nouvelles possibilités pour le design, l'art et la photographie, au-delà de la photographie classique.

Que signifie la résolution ?

La résolution d'une image numérique fait référence au nombre de pixels contenus dans une image et est généralement exprimée sous la forme "largeur x hauteur". Par exemple, une image d'une résolution de 1.920 x 1.080 pixels contient un total de 2.073.600 pixels. Pour une photo de 45 mégapixels avec une résolution de 8.192 x 5.464 pixels, il y a même 44.761.088 pixels. La résolution joue un rôle crucial dans la netteté et la précision des détails d'une image. Plus il y a de pixels, plus les détails peuvent être représentés.

Une résolution plus élevée signifie un plus grand nombre de pixels, ce qui augmente également de manière significative la quantité d'informations stockées. Les images haute résolution nécessitent donc plus d'espace de stockage sur les appareils numériques et exigent une vitesse de traitement plus rapide, notamment lors de l'édition ou du transfert de tels fichiers. En effet, chaque pixel contient des données supplémentaires, telles que des informations sur la couleur et la luminosité, qui doivent être traitées par le logiciel ou le matériel. Les images haute résolution nécessitent donc des processeurs rapides et des cartes mémoire ou des disques durs de grande capacité pour les appareils photo et les ordinateurs ou les ordinateurs portables.

La taille de l'image et sa signification

La taille d'image fait référence aux dimensions d'une image lorsqu'elle est affichée sur un écran ou un support d'impression. La taille de l'image est souvent exprimée en pouces ou en centimètres et résulte de la combinaison de la résolution et de la densité de pixels. La densité de pixels indique le nombre de pixels par pouce (PPI = "Pixels Per Inch" ) affichés sur un écran ou disponibles pour un produit imprimé. L'abréviation DPI = "Dots Per Inch" indique le nombre de points d'impression par pouce imprimés sur le support d'impression, également appelé densité de points.

Rapport entre la résolution et la taille de l'image

• Haute résolution et petite taille d'image : si une image a beaucoup de pixels (haute résolution) mais qu'elle est répartie sur une petite surface, elle a une densité de pixels élevée (beaucoup de pixels par pouce). Il en résulte une image nette et détaillée.

• Basse résolution et grande taille d'image : lorsqu'une image à basse résolution (quelques pixels) est agrandie, la densité de pixels est faible (quelques pixels par pouce). Cela rend les pixels visibles et l'image apparaît floue ou "pixellisée".

DPI : Dots Per Inch et leur importance pour l'impression

DPI, ou "points par pouce", est une mesure de la résolution d'impression qui indique combien de points d'encre sont imprimés dans un pouce linéaire (2,54 centimètres). Un nombre de DPI plus élevé signifie que davantage de points d'encre sont placés sur une petite surface, ce qui se traduit par une plus grande précision des détails et une plus grande netteté de l'image imprimée. Une image à 300 DPI contient 300 points d'image par pouce, ce qui donne un rendu fin et détaillé. C'est pourquoi 300 DPI est considéré comme la valeur standard pour l'impression de haute qualité de photos et de graphiques. En revanche, les images destinées au Web sont généralement enregistrées à 72 DPI, car les moniteurs et les écrans ne nécessitent pas une résolution DPI supérieure. Une valeur DPI plus élevée pour les images Web ne ferait qu'augmenter la taille du fichier sans améliorer la qualité visuelle. Il est donc préférable d'adapter la valeur DPI d'une image à l'usage qui en est fait.

Différence entre DPI et PPI

Outre le DPI, il existe le terme PPI (Pixels Per Inch), souvent utilisé dans le contexte des images numériques. Alors que DPI se réfère à la résolution d'impression, PPI décrit d'une part le nombre de pixels par pouce sur un écran numérique, mais est également utilisé pour indiquer combien de pixels par pouce d'une image sont disponibles pour l'impression . Par exemple, un écran avec un nombre de PPI plus élevé affiche des images plus nettes et plus claires. Les smartphones et les écrans d'ordinateur modernes ont généralement un nombre de PPI plus élevé, ce qui permet un meilleur affichage du texte et des images.

L'importance des formats de fichiers pour les images numériques

Les images numériques peuvent être stockées dans différents formats de fichiers qui affectent la manière dont les données d'image sont compressées et stockées. Les formats les plus courants sont JPEG, PNG, TIFF, RAW et maintenant HEIC/HEIF . Chaque format a ses propres avantages et inconvénients, en fonction de l'utilisation prévue de l'image.

JPEG est un format très répandu, connu pour son efficacité de "compression avec perte". "Avec pertes" signifie dans ce cas que la taille du fichier réduite en regroupant des parties des données d'image . La bonne nouvelle est qu'avec une faible compression, c'est-à-dire en enregistrant le JPEG en haute qualité, le fichier image JPEG toujours excellent pour les impressions et les tirages chez WhiteWall. En même temps, le fichier est beaucoup plus petit qu'une image au format TIFF, par exemple.

Le PNG utilise une compression sans perte qui garantit qu'aucune donnée d'image n'est perdue lors de l'enregistrement ou de la modification du fichier. Cela signifie que la qualité de l'image est entièrement préservée, quel que soit le nombre de fois où l'image est enregistrée. Le format PNG est particulièrement adapté aux graphiques Web, aux logos et aux images à fond transparent, car il prend en charge les canaux alpha qui permettent la transparence. Bien que le format PNG offre une qualité élevée, il entraîne également une taille de fichier plus importante par rapport au format JPEG.

TIFF est un format largement utilisé dans la photographie professionnelle et l'impression, car il peut également être compressé sans perte ou non. Il permet de stocker des fichiers image volumineux de très haute qualité sans perte de données. La possibilité de stocker plusieurs calques et de nombreuses métadonnées fait du TIFF un format privilégié pour la retouche de photos dans les logiciels de traitement d'images. Cependant, les fichiers sont très volumineux, ce qui limite leur utilisation lorsque l'espace de stockage est limité.

RAW est un format spécialement conçu pour les photographes professionnels et le traitement d'image exigeant. Il stocke les données non compressées et non traitées directement à partir du capteur de l'appareil photo, ce qui permet un contrôle maximal lors de la postproduction. Les fichiers RAW offrent une plus grande profondeur de couleur et une plus grande plage dynamique, ce qui est particulièrement avantageux en post-traitement, car les détails dans les ombres et les lumières peuvent être mieux reproduits. Cette flexibilité présente toutefois l'inconvénient que les fichiers RAW sont très volumineux et nécessitent un logiciel spécial pour les éditer et les convertir dans des formats plus courants tels que JPEG ou TIFF.

Le format HEIC/HEIF (High Efficiency Image File Format) combine une haute qualité d'image avec une compression efficace des données. Par rapport aux formats JPEG et PNG, le format HEIC/HEIF offre une compression plus importante, ce qui permet de réduire considérablement la taille des fichiers tout en conservant, voire en améliorant, la qualité de l'image. Un avantage particulier est la prise en charge d'une profondeur de couleur allant jusqu'à 16 bits par canal de couleur, alors que le JPEG est limité à 8 bits par canal. Cela permet aux images au format HEIC/HEIF de présenter des nuances de couleurs plus fines et une dynamique plus élevée. Outre une meilleure qualité d'image et des tailles de fichiers plus petites, HEIC/HEIF prend en charge des fonctions avancées telles que la transparence, qui était jusqu'à présent principalement réservée au format PNG. Le format HEIC/HEIF est souvent utilisé dans les systèmes d'exploitation mobiles tels que iOS et Android, car il permet d'économiser de l'espace de stockage tout en fournissant des images de haute qualité.

Les différents formats de fichiers sont donc adaptés à différentes applications : Les photos au format JPEG et HEIC/HEIF peuvent être enregistrées à différents taux de compression et conviennent donc, d'une part, sous une forme plus compressée, par exemple pour les pièces jointes aux e-mails, et d'autre part, sous une forme moins compressée (réglage de qualité maximale), parfaitement pour des impressions de haute qualité tout en conservant une taille de fichier réduite. Le format PNG est idéal pour les graphiques web sans perte et détaillés avec transparence, le format TIFF pour les impressions professionnelles de haute qualité et le format RAW pour un contrôle total lors du traitement des images. Chaque option présente des avantages et des inconvénients spécifiques qui doivent être soigneusement évalués afin d'obtenir la meilleure qualité et la meilleure efficacité possibles.

Traitement numérique des images

L'édition d'images joue un rôle important dans l'optimisation des images numériques. Des logiciels tels qu'Adobe Photoshop, GIMP ou Affinity Photo permettent à l'utilisateur de redimensionner les images, de les recadrer, d'ajuster les couleurs, de modifier la résolution et d'effectuer de nombreuses autres opérations d'édition. Ces programmes offrent des outils permettant d'améliorer la qualité des images et d'ajuster les DPI pour l'impression. Toutefois, lors de l'édition d'images, il faut veiller à ne pas trop dégrader la qualité d'origine de l'image. Une compression ou une modification de la résolution trop importante peut entraîner une perte de qualité irréversible. Il est donc conseillé de conserver une copie de l'image originale et de réfléchir soigneusement aux modifications à apporter.

Pour obtenir la meilleure qualité d'image possible, il est recommandé de traiter les images au format RAW, car de tous les formats d'image, c'est celui qui contient le plus d'informations sur l'image et qui offre donc la plus grande liberté de création. Un autre facteur important est la profondeur de couleur. Les images avec une profondeur de couleur de 16 bits fournissent 65 536 niveaux par canal de couleur rouge, vert et bleu (RVB) en mode RVB. En revanche, un fichier de 8 bits ne fournit que 256 niveaux de tonalité. Cela signifie qu'un nombre de bits plus élevé permet de représenter de bien meilleures nuances de couleurs et donc des transitions de couleurs plus douces. Pour l'impression, il est préférable d'enregistrer les images au format JPEG de haute qualité ou au format TIFF. WhiteWall propose également des épreuves logicielles qui permettent de simuler à l'écran le rendu des couleurs sur un papier donné. Les images peuvent ensuite être optimisées spécifiquement pour le type de papier prévu. Pour plus d'informations sur la préparation des images pour l'impression et l'exposition avec WhiteWall, voir le chapitre 1.3 Optimisation des images pour l'impression, Optimisation automatique des images avec WW.

Conclusion :

Les images numériques font partie intégrante de la vie moderne et la compréhension de leurs caractéristiques fondamentales est essentielle pour tirer pleinement parti de leur qualité et de leurs possibilités d'utilisation. Que vous soyez un photographe professionnel, un concepteur graphique ou simplement un amateur intéressé par l'amélioration de ses connaissances, une bonne compréhension des principes de base, de la résolution à la compression en passant par le DPI, vous aidera à rendre vos projets plus efficaces. Il vaut donc la peine de jeter un coup d'œil plus attentif à ces détails techniques pour optimiser votre travail et vous assurer que vos images sont impressionnantes à l'écran comme sur papier. Présentez vos plus belles photos, par exemple, avec un tableau photo de haute qualité WhiteWall derrière du plexi. Nos nouveaux cadres magnétiques amovibles vous permettent en outre de remplacer rapidement et facilement vos photos. Pour vos souvenirs de vacances et vos reportages de mariage, nous vous recommandons également notre Beau-Livre WhiteWall avec un papier photo de haute qualité et des finitions sur la couverture.